TWI392284B - 有線通信方法及系統 - Google Patents

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Description

有線通信方法及系統
本發明涉及高速有線通信，更具體地說，涉及一種用於超長距離乙太網鏈路發現信令的方法及系統。
由於與資料網路相連的設備在數量上增加以及對較高的資料速率的需求，目前需要一種能夠在現有的銅纜佈線系統中進行更高速率傳輸的新的傳輸技術。業界為此已做了很多努力，包括開發新傳輸技術，使其能夠在現有的佈線系統中傳輸超過每秒千兆(Gbps)資料速率。例如，IEEE 802.3標準為在100米長的雙絞線銅纜佈線上傳輸10Mbps、100Mbps、1Gbps資料速率的乙太網連接，定義了MAC(介質訪問控制層)介面和物理層(PHY)。資料速率每提高10倍，為保持100米標準電纜長度下信號的傳輸品質，信號處理的複雜性要求也大大提高。然而，長於100米的連接可能會需要採用光纜，或在鏈路的中點安裝乙太網交換機、集線器和/或中繼器以使所有的電纜長度短于100米。
另外，業界還開發了在雙絞線佈線上每秒10千兆的乙太網傳輸(10GBASE-T)標準。10 GBASE-T PHY規範試圖使雙絞線佈線上的10Gbps連接在現有的佈線系統中傳輸距離能夠達到182英尺，而在新的佈線系統中傳輸距離可達例如330英尺。為了能夠在4對雙絞線銅纜佈線上進行10Gbps的全雙工傳輸，需要對數位信號處理技術方案進行精心設計，以去除或減少以下不良影響：基於頻率的嚴重的信號衰減、信號反射、4對線之間的近端串擾和遠端串擾、來自相鄰傳輸鏈路或其他外部噪音源的外部信號耦合到4對線纜中。此外，新的佈線規範的開發還考慮了減小外部電磁干擾影響的問題。
在對支援例如1Gbps或10Gbps資料速率的物理層收發器幾乎不做改動的情況下，對標準乙太網物理層設備工作的範圍或 距離進行擴展，能夠實現在寬帶接入市場和可能的新住宅和企業應用中使用和部署新乙太網物理層設備。另外，還有可能使單獨一個物理層設備既能夠在標準距離下又能夠在擴展(超長)距離的模式下運行。
比較本發明後續將要結合附圖介紹的系統和方法，現有技術的其他局限性和弊端對於本領域的普通技術人員來說是顯而易見的。
本發明提供一種用於超長距離乙太網鏈路發現信令的系統和/或方法。
根據本發明的一方面，提供一種有線通信方法，包括：在本地物理層檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；所述本地物理層將基於鏈路長度值所確定的操作模式發送到所述遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；經由所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
作為優選，所述在本地物理層檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態是基於脈衝信號(burst)而進行，其中所述脈衝信號包括由所述遠端物理層產生的多個音頻信號(tone)。
作為優選，所述包括多個音頻信號的脈衝信號在鏈路發現信令和/或自協商操作持續期間內由靜音間隔分隔開。
作為優選，所述方法還包括當檢測到一對或多對活躍雙絞線時，將對所述本地物理層操作的控制轉移到自協商操作。
作為優選，所述一對或多對活躍雙絞線包括1、2或4對活躍雙絞線。
作為優選，所述方法還包括在與所述檢測到的活躍雙絞線 相連的本地物理層內調整發射器產生的信號的相位。
作為優選，所述方法還包括禁止(disabling)與非活躍雙絞線相連的本地物理層的發射器工作。
作為優選，所述方法還包括基於所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線，確定所述本地物理層相對於遠端物理層是主設備還是從設備。
作為優選，在檢測到第一對活躍雙絞線之後，在所述本地物理層繼續進行檢測。
根據本發明的另一方面，提供一種有線通信方法，包括：在本地物理層檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；基於所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線，確定所述本地物理層相對於遠端物理層是主設備還是從設備；當所述本地物理層是主設備，在將鏈路長度值傳送給所述遠端物理層之前，糾正(correcting)從所述遠端物理層接收的雙絞線交換資訊；當所述本地物理層是從設備，在恢復從遠端物理層接收到的鏈路長度值之前，向遠端物理層發送雙絞線交換(swap)資訊；基於所述鏈路長度值將本地物理層支援的操作模式傳送給遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
作為優選，所述方法包括在所述本地物理層內的一個或多個發射器中產生信號，發送到所述遠端物理層，以指示(indicate)本地物理層的哪一個線對是活躍線對。
作為優選，所述方法還包括在本地物理層內的接收機中檢測由所述遠端物理層傳來的信號，以指示(indicate)所述遠端物理層中相應的線對為活躍線對。
作為優選，所述方法還包括當所述本地物理層是從設備，對所述雙絞線交換資訊進行編碼以進行傳送。
作為優選，所述方法還包括當所述本地物理層是主設備，對所述鏈路長度值進行編碼以進行傳送。
根據本發明的一方面，提供一種有線通信系統，包括：本地物理層，其能夠檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；所述本地物理層將基於鏈路長度值所確定的操作模式發送到所述遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；所述本地物理層能夠經由所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
作為優選，所述本地物理層能夠基於脈衝信號(burst)檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述脈衝信號包括由所述遠端物理層產生的多個音頻信號(tone)。
作為優選，所述包括多個音頻信號的脈衝信號在鏈路發現信令和/或自協商操作持續期間內由靜音間隔分隔開。
作為優選，所述本地物理層能夠在檢測到一對或多對活躍雙絞線時，將對所述本地物理層操作的控制轉移到自協商操作。
作為優選，所述一對或多對活躍雙絞線包括1、2或4對活躍雙絞線。
作為優選，所述本地物理層能夠在與所述檢測到的活躍雙絞線相連的本地物理層內調整發射器產生的信號的相位。
作為優選，所述本地物理層能夠禁止(disabling)與非活躍雙絞線相連的本地物理層的發射器工作。
作為優選，所述本地物理層能夠基於所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線，確定所述本地物理層相對於遠端物理層是主設備還是從設備。
作為優選，所述本地物理層能夠在檢測到第一對活躍雙絞線之後，在所述本地物理層繼續進行檢測。
根據本發明的一方面，提供一種有線通信系統，包括：本地物理層，其能夠檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；所述本地物理層能夠基於所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線，確定所述本地物理層相對於遠端物理層是主設備還是從設備；當所述本地物理層是主設備，所述本地物理層能夠在將鏈路長度值傳送給所述遠端物理層之前，糾正(correcting)從所述遠端物理層接收的雙絞線交換資訊；當所述本地物理層是從設備，所述本地物理層能夠在恢復從遠端物理層接收到的鏈路長度值之前，向遠端物理層發送雙絞線交換(swap)資訊；所述本地物理層能夠基於所述鏈路長度值將本地物理層支援的操作模式傳送給遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；所述本地物理層能夠在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
作為優選，所述本地物理層能夠在所述本地物理層內的一個或多個發射器中產生信號，發送到所述遠端物理層，以指示(indicate)本地物理層的哪一個線對是活躍線對。
作為優選，所述本地物理層能夠在本地物理層內的接收機中檢測由所述遠端物理層傳來的信號，以指示(indicate)所述遠端物理層中相應的線對為活躍線對。
作為優選，當所述本地物理層是從設備，所述本地物理層能夠對所述雙絞線交換資訊進行編碼以進行傳送。
作為優選，當所述本地物理層是主設備，所述本地物理層能夠對所述鏈路長度值進行編碼以進行傳送。
根據本發明的另一方面，提供一種有線通信系統，包括：本地物理層，其能夠檢測遠端物理層中活躍的同軸電纜傳輸介質，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述同軸電纜傳輸介質通信相連；所述本地物理層將基於鏈路長度值所確定的操 作模式發送到所述遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；所述本地物理層能夠經由所述檢測到的活躍的同軸電纜傳輸介質在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
本發明的各種優點、各個方面和創新特徵，以及其中所示例的實施例的細節，將在以下的具體實施方式和附圖中進行詳細介紹。
本發明涉及用於超長(extended)乙太網鏈路發現信令的方法和系統。本發明的一方面包括本地乙太網物理層(PHY)設備，可以基於從遠端PHY傳送出的信號在該遠端PHY檢測到一對或多個活躍的雙絞線。有關這一點，本地和遠端PHY都支援標準和/或超長距離操作。基於檢測到的活躍雙絞線，本地PHY可以確定其是作為主設備操作還是作為從設備操作。當本地PHY作為主設備操作時，在將編碼後的鏈路長度值發送到遠端PHY之前，本地PHY可以糾正(correct)從遠端PHY接收到的雙絞線交換(swap)資訊。例如，該鏈路長度值可對應於本地PHY和遠端PHY之間鏈路長度的估算值。當地PHY作為從設備操作時，在對來自遠端PHY的鏈路長度資訊進行恢復操作前，本地PHY可以向遠端PHY發送編碼的雙絞線交換資訊。
本地PHY可以將基於鏈路長度值所確定的操作模式發送到遠端PHY。有關這一點，所支援的操作模式可以分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式。另外，本地PHY能夠與遠端PHY建立一致的(common)全雙工乙太網連接的操作模式。有關這一點，即使在本地和遠端PHY之間只存在一對活躍雙絞線的情況下，也可建立全雙工操作。還有，能夠支援超長距離操作的點對點乙太網收發器可以在1對、2對或4對雙絞線中、多種鏈路長度下、以多種資料速率支援全雙工操作模式。
圖1是根據本發明實施例的以雙絞線佈線鏈路為基礎的乙太網結構示意圖，圖中本地鏈路夥伴通過雙絞線佈線鏈路與遠端鏈路夥伴相連接。如圖1所示，系統100包括本地鏈路夥伴102和遠端鏈路夥伴104。本地鏈路夥伴102和遠端鏈路夥伴104通過電纜112通信。例如電纜112可包括多達4對非遮罩雙絞線(UTP)銅纜。本地鏈路夥伴102和遠端鏈路夥伴104可通過電纜112中的一對或多對雙絞線通信。當本地鏈路夥伴102和遠端鏈路夥伴104之間可能採用單獨傳輸介質時，電纜112可能對應於例如同軸電纜。UTP銅纜佈線系統的一些性能和/或規範標準已經是標準化的。例如，3類(category 3)線可以提供在雙絞線佈線上的10Mbps乙太網傳輸(10BASE-T)的必需性能。在另一例子中，5類線可以提供在雙絞線佈線上的1000Mbps(或1Gbps)乙太網傳輸(1000BASE-T)的必需性能。在大多數情況下，與高類別電纜相比，低類別電纜的插入損耗更大。
本地鏈路夥伴102包括電腦系統106a、介質訪問控制(MAC)控制器108a和收發器110a。遠端鏈路夥伴104包括電腦系統106b、介質訪問控制(MAC)控制器108b和收發器110b。儘管如此，以上僅是舉例，本發明不受其限制。
收發器110a可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於在本地鏈路夥伴102與鏈路夥伴(例如遠端鏈路夥伴104)之間通信，例如發送和接收資料。同理，收發器110b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於在遠端鏈路夥伴104與鏈路夥伴(例如本地鏈路夥伴102)之間通信。收發器110a和110b可支援乙太網操作。收發器110a和110b可以以多種速率進行通信，諸如10Mbps、100Mbps、1000Mbps(或1Gbps)和/或10Gbps。有關這一點，收發器110a和110b可支援標準的資料速率和/或非標準的資料速率。此外，收發器110a和110b可支援標準乙太網鏈路長度(或操作距離)和/或超長操作距離。收發器110a和110b可以利用鏈路發現信令(link discovery signaling,LDS)操 作在本地鏈路夥伴102與遠端鏈路夥伴104之間進行通信，該鏈路發現信令使能檢測到另一鏈路夥伴的活躍操作狀態。有關這一點，LDS操作可適用於支援標準乙太網操作和/或超長距離乙太網操作。
例如收發器110a和110b可使用多級信令。有關這一點，收發器110a和110b可使用不同級的脈衝幅度調製(PAM)來表徵將要發射的各種符號。例如，對於1000Mbps乙太網應用，在每一對雙絞線中可使用PAM5發射方案，該PAM5為5級{-2，-1，0，1，2}脈衝幅度調制。
收發器110a和110b發射和/或接收的資料是按照已知的OSI協定標準格式化的。OSI模型將操作功能劃分為七層。通常在OSI模型中，每一層都可以為直接相鄰的上層提供服務。例如，1層或物理(PHY)層可以為2層提供服務，2層可以為3層提供服務。
在圖1所示的本發明的實施例中，電腦系統106a和106b可代表3層及以上的各層，MAC控制器108a和108b可代表2層及以上的各層，收發器110a和110b可代表1層或物理層的操作和/或功能。有關這一點，收發器110a和110b可以稱為例如PHY設備或PHY收發器。電腦系統106a和106b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於實現將要通過電纜112發送的資料分組的五個最高功能層的操作和/或功能。由於OSI模型中的每一層都為直接相鄰的上層提供服務，MAC控制器108a和108b可以為電腦系統106a和106b提供必要的服務，以確保資料分組能夠適當格式化並傳送到收發器110a和110b。在發送過程中，每一層都將自己的報頭添加到從相鄰上層傳遞過來的資料中。而在接收過程中，具有相同OSI棧的相容設備在將資訊從低層向高層傳遞時，會將這些報頭去掉。
可以對收發器110a和110b進行配置，以在某些需要這類操作的情況下處理全部物理層需求，包括但不限於資料打包、資料傳送和串列/解串列(SERDES)。收發器110a和110b分別 從MAC控制器108a和108b接收到的資料分組可以包括資料和對應於六個上層功能層中的每一層的報頭資訊。收發器110a和110b的配置使得可以對將要通過電纜112發送的資料分組進行編碼和/或對通過電纜112接收到的資料分組進行解碼。
MAC控制器108a包括適當的邏輯、電路和/或代碼，使得能夠處理本地鏈路夥伴102中資料連結層(2層)的操作和/或功能。類似地，MAC控制器108b包括適當的邏輯、電路和/或代碼，使得能夠處理遠端鏈路夥伴104中2層的操作和/或功能。可以對MAC控制器108a和108b進行配置，使其遵循乙太網協定，諸如那些基於IEEE 802.3標準的協定。前述標準僅為舉例，本發明不受其限制。
MAC控制器108a可以通過介面114a與收發器110a通信，通過匯流排控制器介面116a與電腦系統106a通信。MAC控制器108b可以通過介面114b與收發器110b通信，通過匯流排控制器介面116b與電腦系統106b通信。介面114a和114b對應於乙太網介面，包括協定和/或鏈路管理控制信號。介面114a和114b可以是多速率介面。匯流排控制器介面116a和116b可對應於PCI或PCI-X介面。前述介面類型僅為舉例，本發明不受其限制。
圖2是根據本發明實施例的示例性乙太網收發器多速率物理層架構的示意圖。如圖2所示，鏈路夥伴200包括收發器或PHY設備202、MAC控制器204、電腦系統206、介面208和匯流排控制器介面210。收發器202可以是集成設備，包括多速率PHY模組212、多個發射器214a、214c、214e和214g、多個接收器214b、214d、214f和214h、記憶體216和記憶體介面218。收發器202的操作可以與圖1所公開的收發器110a和110b相同或相似。有關這一點，收發器202可以提供1層或物理層操作和/或功能，使得能夠與遠端PHY設備通信。類似地，MAC控制器204、電腦系統206、介面208和匯流排控制器介面210可以與圖1中所示的MAC控制器108a和108b、 電腦系統106a和106b、介面114a和114b、匯流排控制器介面116a和116b相同或相似。MAC控制器204可包括多速率介面204a，該多速率介面204a包括適當的邏輯、電路和/或代碼，使得能夠通過介面208以多種資料速率與收發器202通信。
收發器202中的多速率PHY模組212包括適當的邏輯、電路和/或代碼，使得能夠滿足PHY層的操作和/或功能需求。有關這一點，多速率PHY模組212能夠產生適當的鏈路發現信令，用於與遠端鏈路夥伴中的遠端收發器或PHY設備建立通信。多速率PHY模組212通過介面208與MAC控制器204通信。在本發明的一個方面，為了獲得較高的操作速度如1Gbps或10Gbps，可對介面208進行配置，以利用多個串列資料路徑(lanes)接收來自多速率PHY模組212的資料和/或向多速率PHY模組212發送資料。多速率PHY模組212可以配置在多個通信模式中的一個或多個模式下操作，每一種通信模式都遵循不同的通信協定。這些通信模式包括但不限於，IEEE 802.3、10BASE-T和其他類似的協定。在進行初始化時或操作過程中，多速率PHY模組212可以配置在特定的操作模式下操作。多速率PHY模組212還可以配置成在超長距離模式下操作。
一些情況下，收發器202可以採用自協商方案(scheme)向遠端鏈路夥伴指明或表明：收發器202正在以超長距離模式進行操作。自協商方案(scheme)可以在鏈路發現信令操作之後發生或作為鏈路發現信令操作結果而發生。隨後遠端鏈路夥伴將自身配置為適當的超長距離模式。通過標準自協商，網路鏈路可以僅從鏈路的一端配置超長距離模式，確保具有超長距離模式操作功能的乙太網收發器和老版本設備之間的互操作性。有關這一點，鏈路發現信令可以用於在具有超長距離模式操作功能的乙太網收發器和老版本設備之間建立通信。在某些情況下，鏈路可以預配置，收發器固定在超長距離模式。
多速率PHY模組212可以通過記憶體介面218連接到記憶 體216，該記憶體介面218可以是串列介面或匯流排。記憶體216包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於存儲或編程資訊，該資訊包括可以執行多速率PHY模組212操作的參數和/或代碼。這些參數可以包括配置資料，這些代碼可以包括操作代碼，諸如軟體和/或韌體，但是所述資訊不必局限於此。此外，參數可包括例如多速率PHY模組212所使用的自適應濾波和/或阻塞(block)係數。
發射器214a、214c、214e和214g可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於通過例如圖1中的電纜112從鏈路夥伴200向遠端鏈路夥伴發送資料。接收器214b、214d、214f和214h可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，使得鏈路夥伴200能夠接收來自遠端鏈路夥伴的資料。收發器202的四對發射器和接收器中的每一對與電纜112中包含的四對線中的每一對相對應。例如，使用發射器214a和接收器214b通過電纜112中的第一線對與遠端鏈路夥伴通信。類似地，可使用發射器214g和接收器214h通過電纜112中的第四線對與遠端鏈路夥伴通信。有關這一點，四對發射器/接收器中有至少一對能夠提供合適的通信速率。當四對雙絞線中至少有一對是活躍的情況下，鏈路發現信令操作使得能在超長距離模式下通信。
圖3是根據本發明實施例的在千兆乙太網系統中的ECHO、NEXT和FEXT通道狀態的示意圖。如圖3所示，千兆乙太網系統300包括本地鏈路夥伴301a和遠端鏈路夥伴301b。本地鏈路夥伴301a和遠端鏈路夥伴301b可通過四對雙絞線310以全雙工操作模式通信。四對雙絞線310中的每一對可支援250Mbps的資料速率，這樣在四對雙絞線上合計的資料速率為1Gbps。本地鏈路夥伴301a可包含四個混合器(hybrid)306。本地鏈路夥伴301a中的每個混合器306可以通信連接至發射器302、接收器304及四對雙絞線310中的一對。類似地，遠端鏈路夥伴301b可包含四個混合器306。遠端鏈路夥伴301b中的每個混合器306可以通信連接至發射器302、 接收器304及四對雙絞線310中的一對。圖3所示的本地鏈路夥伴301a和遠端鏈路夥伴301b部分分別與本地鏈路夥伴301a和遠端鏈路夥伴301b所支援的物理(PHY)層操作部分相對應。
本地鏈路夥伴301a或遠端鏈路夥伴301b中的每一個混合器306可通信連接至變壓器(transformer)308或包含變壓器308。混合器306可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於分解由/從雙絞線310發射/接收的信號。發射器302可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於產生將要發送的信號，該信號將經由混合器306和雙絞線310發往位於鏈路另一端的鏈路夥伴。接收器304可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於對經由雙絞線310和混合器306接收到的來自位於鏈路另一端的鏈路夥伴的信號進行處理。
在運行過程中，雙絞線310的每一線對中會發生幾種情況。例如，由於基於頻率的線路衰減而出現碼間干擾。如圖3所示，雙絞線310中會接收到回波(ECHO)成分，其由同一對雙絞線310線對上的本地發射器302產生的回波所帶來。雙絞線310中還會接收到近端串擾(NEXT)成分，其來自與同一鏈路夥伴中的三個相鄰雙絞線310線對相對應的本地發射器302。此外，雙絞線310中還會接收到遠端串擾(FEXT)成分，其來自位於鏈路另一端的鏈路夥伴中的遠端發射器302。圖3中只是給出了千兆乙太網系統的一個例子，本發明不局限於此。
圖4A是根據本發明實施例的在千兆乙太網中對接收信號進行信號處理操作的示意圖。如圖4A所示的信號處理系統400可以進行一部分由乙太網收發器的PHY層所執行的信號處理任務。例如，信號處理系統400可以在圖2所示的多速率PHY模組212和/或接收器214b、214d、214f和214h中實施。信號處理系統400可包括類比/數位轉換器(A/D)402、自適應前向等化器(FFE)404、3NEXT消除器406、加法器408、ECHO消除器及等化器/格柵解碼器412。
A/D 402可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於將通過 雙絞線接收到的類比信號轉換成數位信號。A/D 402的輸出傳送到FFE 404。FFE 404可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於消除前達碼間干擾(precursor ISI)，使通道相位最小化，並使通道雜訊白化。3 NEXT消除器406可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於消除從雙絞線中接收到的至少一部分NEXT成分(來自三個相鄰線對所對應的本地發射器)。ECHO消除器410可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於消除從雙絞線中接收到的至少一部分ECHO成分(來自同一線對上本地發射器)。
加法器408可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於將FFE 404、3 NEXT消除器406和/或ECHO消除器的輸出相加，生成後達(post-cursor)通道沖激回應Zn,1 。等化器/格柵解碼器412可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於均衡由後達沖激回應產生的碼間干擾(ISI)並對柵格碼進行解碼。等化器/格柵解碼器412可以接收與其他線對對應的Zn,2 、Zn,3 和Zn,4 作為輸入。等化器/格柵解碼器412可以產生與接收類比信號相對應的檢測到的位元。
圖4B是根據本發明實施例的在圖4A所示的千兆乙太網中，均衡和解碼操作分開進行的示意圖。如圖4B所示，等化器/柵格解碼器412設置為將均衡和柵格解碼操作分開進行。等化器/柵格解碼器412可包括四個判決反饋等化器(DFE)420和柵格編碼調製(TCM)解碼器422。DFE420可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於消除每一對雙絞線中的後達碼間干擾。TCM解碼器422可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於對編碼柵格進行Viterbi演算法處理，從而解碼柵格編碼的字元。TCM解碼器422例如可以使用並行判決反饋解碼結構來實現。將均衡和柵格解碼操作分開的方案可以減小方案實施的複雜性，並使得1Gbps的資料速率容易達到。
圖4C是根據本發明實施例的在圖4A所示的千兆乙太網中，均衡和解碼操作一起進行的示意圖。如圖4C所示，等化 器/柵格解碼器412設置為均衡和解碼操作一起。等化器/柵格解碼器412可包括判決反饋預濾波(DFP)模組450和前瞻並行判決反饋解碼器(look-ahead parallel decision-feedback decoder,LA-PDFD)452。DFP 450可包括四個DFP 454，每一對雙絞線連接一個DFP 454。DFP 454包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於縮減(shortening)後達通道記憶體。LA-PDFP 452可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於以前瞻方式計算分支度量值(metrics)。可以採用通道係數訓練及自適應技術來改善圖4C中的等化器/柵格解碼器412的性能。
圖5A是根據本發明實施例的在四對雙絞線佈線上以1000Mbps進行連接操作的示意圖。如圖5A所示，以1000Mbps(或1Gbps)的速率運行的乙太網系統500包括本地鏈路夥伴501a和遠端鏈路夥伴501b。本地鏈路夥伴501a和遠端鏈路夥伴501b最多可以通過四對活躍雙絞線310以全雙工模式進行通信。四對雙絞線310中的每一對都可以支援250Mbps的資料速率，當全部四對雙絞線都處於活躍狀態時，總的資料速率為1Gbps。在某些情況下，可能一對或兩對雙絞線處於活躍狀態，這時乙太網系統500所支援的資料速率分別為250Mbps和500Mbps。混合器(hybrid)502的操作可以與圖3中的混合器302的操作相同或相似。儘管如此，本發明不受此限制，並可採用各種不同的混合器電路。本地鏈路夥伴501a中的每一個混合器502可以通信連接至發射器302、接收器304和四對雙絞線310中的一對。本地鏈路夥伴501a中的每一個混合器502還連接有回波消除器504a和減法器506a。本地鏈路夥伴501a還可包括解複用器(demux)508a、排列器(aligner)510a和複用器(mux)512a。
類似地，遠端鏈路夥伴501b可包括四個混合器502。遠端鏈路夥伴501b中的每一個混合器502可以通信連接至發射器302、接收器304和四對雙絞線310中的一對。遠端鏈路夥伴501b中的每一個混合器502還連接有回波消除器504b和減法 器506b。遠端鏈路夥伴501b還可包括解複用器(demux)508b、排列器(aligner)510b和複用器(mux)512b。圖5A所示的本地鏈路夥伴501a和遠端鏈路夥伴501b部分可分別對應于本地鏈路夥伴501a和遠端鏈路夥伴501b所支援的物理(PHY)層操作功能部分。
解複用器508a和508b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於將1Gbps的信號分解成四個250Mbps的信號在四對雙絞線上傳輸。排列器510a和510b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於排列來自每一對雙絞線的250Mbps信號。複用器512a和512b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於組合來自排列器510的排列(aligned)250Mbps信號，生成1Gbps的接收信號。
回波消除器504a和504b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於處理將要通過發射器302發射的信號，以至少部分地從同一對雙絞線所連接的接收器304接收的信號中消除ECHO成分。減法器506a和506b可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於從接收信號中消除ECHO成分。
在運行過程中，本地鏈路夥伴501a通過解複用器508a將要發射的1Gbps信號分解成四個250Mbps信號。每一個要發射的信號在通過混合器502發送到相應的線對之前，都要經過發射器302處理。四個發射信號到達遠端鏈路夥伴501b，在這裏接收器304對每一個信號進行處理，之後由相應的回波消除器504b和減法器510b進行回波消除操作。四個接收到的250Mbps信號在排列器510b中進行排列，然後在複用器512b中組合成1Gbps的接收信號。
類似地，遠端鏈路夥伴501b可通過解複用器508b將要發射的1Gbps信號分解成四個250Mbps信號。每一個要發射的信號在通過混合器502發送到相應的線對之前，都要經過發射器302處理。四個發射信號到達本地鏈路夥伴501a，在這裏接收器304對每一個信號進行處理，之後由相應的回波消除器 504a和減法器510a進行回波消除操作。四個接收到的250Mbps信號在排列器510a中進行排列，然後在複用器512a中組合成1Gbps的接收信號。
圖5B是根據本發明實施例的多速率物理層中的回波消除器的示意圖。圖5B示出了對於Gbps或10Gbps模式下的物理層操作的回波消除部分，包括發射器520、接收器522、混合器502及回波消除模組524。回波消除模組524可包括自適應數位濾波器526和減法器528。發射器520可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於生成信號，該信號將通過混合器502和對應的雙絞線線對發射給位於鏈路另一端的鏈路夥伴。有關這一點兒，發射器520可用於發射例如與鏈路發現信令操作相關的信號。接收器522可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於處理經由對應的雙絞線線對和混合器502接收到的來自位於鏈路另一端的鏈路夥伴的信號。有關這一點兒，接收器522可用於接收例如與鏈路發現信令操作相關的信號。
自適應數位濾波器526可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於至少部分地消除掉接收信號中的回波成分。有關這一點兒，自適應數位濾波器526可使用發射和接收信號相關的資訊。自適應數位濾波器526可以是自適應橫向數位濾波器，可以使用例如關聯演算法、隨機叠代演算法和/或符號演算法(sign algorithm)。
在運行過程中，通過混合器502接收信號。自適應數位濾波器526可利用將要通過發射器520發射的信號中相關的資訊來確定回波成分的雜訊分量，以便在減法器528中從接收信號中減去該雜訊分量。減法器528的輸出可傳送到接收器522及自適應數位濾波器526，進行叠代回波消除操作。
圖6是根據本發明實施例的在兩對雙絞線佈線上以100Mbps進行全雙工乙太網連接操作的示意圖。圖6示出的乙太網系統600在全雙工模式下操作，資料速率為100Mbps。乙太網系統600包括本地鏈路夥伴601a和遠端鏈路夥伴601b。 本地鏈路夥伴601a和遠端鏈路夥伴601b通過兩對雙絞線310在相互之間進行通信，其中每對雙絞線都工作在全雙工模式，且資料速率為50Mbps。在每一對雙絞線上都要進行收、發操作。在一實施例中，如圖所示另外的兩對雙絞線未被使用。當所使用的每一對雙絞線都支援全雙工50Mbps時，整體通信數率為100Mbps。本地鏈路夥伴601a包括PHY收發器602。遠端鏈路夥伴601b包括PHY收發器604。PHY收發器602和604可包括適當的邏輯、電路和/或代碼，用於在雙絞線線對上發射信號。在某些情況下，PHY收發器602和604可通過通信連接到發射器的變壓器308來發射信號。PHY收發器602和604還能夠從雙絞線線對上接收信號。在某些情況下，PHY收發器602和604可通過通信連接到接收器的變壓器308來接收信號。
例如，乙太網系統600可用於超長距離操作。有關這一點，乙太網系統600可利用鏈路發射信令(LDS)方案(scheme)來進行擴展(超長)距離操作。例如，當遠端鏈路夥伴601b與本地鏈路夥伴601a的鏈路距離在標準鏈路長度範圍內時，LDS方案可用於檢測遠端鏈路夥伴601b的活躍操作，並確定當鏈路長度符合標準乙太網規範的要求時所支援的操作模式。在另一例子中，當遠端鏈路夥伴601b與本地鏈路夥伴601a的鏈路距離超過標準鏈路長度範圍，且遠端鏈路夥伴601b支援超長距離操作時，LDS方案可用於檢測遠端鏈路夥伴601b的活躍操作，並確定超長距離鏈路長度情況下所支援的操作模式。
在本發明的另一實施例中，本地鏈路夥伴601a和遠端鏈路夥伴601b可通過單獨一對雙絞線進行通信，且該雙絞線支援100Mbps下的全雙工操作模式。有關這一點，當本地鏈路夥伴601a和遠端鏈路夥伴601b之間可支援在單獨的通信或傳輸介質上進行通信時，可採用同軸電纜來代替單獨一對雙絞線310。當然，本發明不局限於此。
LDS方案可以在例如上電、重定時啟用，作為一種機制用 於確定鏈路兩端的PHY層一致的合適操作模式。有關這一點，LDS可以是在超長距離操作中使用的信令方案或協定，用於確定連接兩個超長距離PHY的雙絞線線對號、線對連接排序、指定兩個擴展(超長)距離PHY中的主/從PHY，和/或用於確定兩個PHY的至少一種一致的操作模式，例如可使資料吞吐量最大的操作模式。
圖7是根據本發明實施例的LDS信令方案(scheme)的示意圖。如圖7所示，LDS信號700包括時段(period)702，其處於在LDS方案的初始階段。在時段702中包括音頻脈衝時段704和靜音時段706。對於LDS信號700的音頻脈衝時段704，例如1MHz載波可由例如12.5%占空比的邏輯信號進行選通(gated)或調製，產生大約2ms的音頻脈衝時段704，並由大約14ms的靜音時段706隔開。1MHz的載波信號被乙太網物理層拒絕，其不支援超長距離操作，例如那些支援IEEE 802.3標準14.3.1.3.2項的乙太網物理層。有關這一點，還可利用不能被遵循IEEE的乙太網物理層接收的其他載波頻率。圖中還示出了1MHz方波載波信號音頻脈衝時段704的一個周期708。儘管如此，本發明不受此處所述的限制，根據操作需要還可利用其他的載波頻率和波形，只要能夠進行超長距離操作。
在LDS方案的隨後階段，1MHz的載波可由最長偽亂數(PN)序列(例如從11次多項式(11-bit polynomial)導出)替代。此外，在LDS方案的最後階段，1MHz的載波可由重復的16位元資料模型替代，該資料模型編碼PHY，由11位元最長PN序列來擾碼。
圖8是根據本發明實施例的LDS信令方案(scheme)的示例性步驟的流程圖。圖8示出了流程圖800。在開始步驟802，每一個支援通信的線對以全雙工配置連接到PHY的發射器和接收器。在步驟804，例如在上電或重定操作中，在所有支援線對上的發射器開始發送如圖7所示的周期的音頻脈衝串。例 如周期的音頻脈衝串也可稱為信標(beacon)信號。當本地發射器靜止時，本地接收器在音頻脈衝之間大約14ms的間隔期間是啟動(enabled)的。每一PHY可以通過隨機去掉所選的音頻脈衝來產生額外的靜音間隔。例如，可以通過禁止發射器發射來實現。支援通信的每一線對上，當本地發射器處於靜音狀態時，接收器可以從鏈路夥伴處檢測到1MHz的音頻脈衝。對於遵循IEEE 802.3標準且不支援超長距離乙太網模式的PHY，接收器可以拒絕接收信標信號，因為這些信標信號的頻率低於IEEE 802.3標準14.3.1.3.2項所規定的中止線(cutoff)。
在步驟806，當PHY檢測到標準乙太網鏈路脈衝而不是圖7所示的音頻脈衝時，PHY可將控制轉換為IEEE 802.3標準28項的自協商操作。當本地PHY中的一接收器在與其對應的一對雙絞線上檢測到圖7所示的遠端音頻脈衝，PHY會繼續在其餘的雙絞線線對上檢測遠端音頻脈衝，並持續特定的一段時間。例如，可以設置PHY使其繼續在例如在100ms時段內尚未檢測到遠端音頻脈衝的其餘線對上檢測遠端音頻脈衝。未檢測到遠端音頻脈衝的接收器可以認為是連接到未使用或非活躍雙絞線線對。一旦基於檢測到的遠端音頻脈衝確定出活躍的絞線線對，PHY可禁止或關閉與未使用或非活躍雙絞線線對相連的發射器。
在步驟810，在檢測到音頻脈衝的情況下，與被檢測到音頻脈衝的線對相連的發射器可將在本地產生的音頻脈衝的相位調整到以接收音頻脈衝為中心以避免發生衝突。例如，可在LDS方案的全過程中持續進行對本地產生的音頻脈衝相位的調整。在本發明的一實施例中，當本地PHY首先在雙絞線線對中檢測到音頻脈衝時，相對於遠端PHY來說，本地PHY可以作為主設備操作。有關這一點，本地PHY可以停止向遠端設備發送音頻脈衝，並開始發送例如最長序列或11位元偽亂數(PN-11)序列。在本發明的另一實施例中，當本地PHY檢測到的遠端音頻脈衝包括有PN-11序列，相對於遠端PHY 來說，本地PHY可以作為從設備操作。儘管如此，本發明不局限於上述實施例。
在步驟812，當本地PHY作為主設備操作時，本地PHY可用於以重復的模型對每一對活躍雙絞線線對號相關的資訊進行編碼。例如，對於第一對雙絞線，重復模型可以是000100010001......；對於第二對雙絞線，重復模型可以是001100110011......；對於第三對雙絞線，重復模型可以是011101110111......；對於第四對雙絞線，重復模型可以是111111111100......。本地PHY設備可以基於從遠端設備接收到的PN-11序列利用自同步擾碼技術，對所對應的雙絞線線對號的重復模型進行擾碼處理。本地PHY可向遠端設備發送編碼資訊。本地PHY還可以從遠端設備接收電纜或鏈路長度值。有關這一點，電纜或鏈路長度值可以由作為主設備操作的遠端設備確定，例如利用時域反射計(TDR)或基於會聚(convergence)的電纜診斷，在靜音間隔期間估算雙絞線的長度。
當本地PHY作為主設備操作時，本地PHY可以從遠端設備發送過來的有關線對號的編碼資訊中恢復雙絞線線對號資訊。本地PHY可以根據接收到的資訊糾正或交換雙絞線線對。本地PHY可以利用接收到的音頻脈衝之間的靜音間隔來估算電纜或鏈路長度值。本地PHY可以將所估算長度在重復模型下編碼為例如16位元欄位，帶8位元CRC，且前4位元設為零。以下為編碼電纜或鏈路長度估算的示例模型：
由PN-11序列構造的自同步擾碼可用于對長度估算值進行擾碼。然後，作為主設備操作的本地PHY可以在音頻間隔期間發送擾碼後的長度估算值，將該長度值傳送給鏈路夥伴。
在步驟814中，每一個PHY都可使用估算的電纜或鏈路長 度值和檢測到的線對號來確定可利用的操作模式的子集，並告知相應的鏈路夥伴所“支援”的模式。可以採用包括例如帶有8位元CRC的16位元欄位的重復模型對所支援的操作模式進行編碼。可由自同步配置的PN-11序列對24位元的欄位進行劃界、重復和/或擾碼。在本發明的一實施例中，16位元欄位中有至少一個位元可用于表示鏈路夥伴所支援的模式的有效接受。以下是將要告知鏈路夥伴的編碼後的所支援操作模式的示例模型：
其中能力欄位表示與發送方鏈路夥伴目前所支援的模式相關的資訊。在本發明的一實施例中，例如可採用8位元來表示欄位號。PHY之間最多可以交換256個16位元的欄位。在一些情況下，最後的欄位可用零表示。在本發明的一實施例中，在連續接收3個16位元的欄位而沒出現CRC錯誤之後，PHY可生成一個確認(AWK)位元。一旦從鏈路夥伴處得到對指定欄位確認的成功識別，可對欄位號解擾碼並傳送下一個能力欄位。由PN-11序列構造的自同步擾碼可用於對所支援的操作模式進行擾碼。當遠端鏈路夥伴成功接收到最後的能力欄位(可由AWK位元表示)時，並且本地鏈路夥伴成功地從遠端鏈路夥伴接收到最後的能力欄位時，流程進入步驟816。
在步驟816中，當一PHY確定已成功地接收到鏈路夥伴所支援的模式(通過接收到3個相同的無錯最後欄位)，並且檢測到鏈路夥伴也成功接收到本地PHY所支援的模式(通過接收到3個相同的帶有確認位元集的無錯最後欄位)時，該PHY可以禁止發射器工作，並控制轉移到啟動階段以對接收器進行會聚(convergence)和/或訓練。在步驟816之後，流程進行結束步驟818。
在本發明的一實施例中，每一PHY可支援多達4對雙絞線 線對。應當理解，本發明不局限於此，還可利用多於4對的雙絞線線對。
本發明可以通過硬體、軟體，或者軟、硬體結合來實現。本發明可以在至少一個電腦系統中以集中方式實現，或者由分佈在幾個互連的電腦系統中的不同部分以分散方式實現。任何可以實現所述方法的電腦系統或其他設備都是可適用的。常用軟硬體的結合可以是安裝有電腦程式的通用電腦系統，通過安裝和執行所述程式控制電腦系統，使其按所述方法運行。在電腦系統中，利用處理器和存儲單元來實現所述方法。
本發明還可以通過電腦程式產品進行實施，所述套裝程式含能夠實現本發明方法的全部特徵，當其安裝到電腦系統中時，通過運行，可以實現本發明的方法。本申請文件中的電腦程式所指的是：可以採用任何程式語言、代碼或符號編寫的一組指令的任何運算式，該指令組使系統具有資訊處理能力，以直接實現特定功能，或在進行下述一個或兩個步驟之後，a)轉換成其他語言、編碼或符號；b)以不同的格式再現，實現特定功能。
本發明是通過幾個具體實施例進行說明的，本領域技術人員應當明白，在不脫離本發明範圍的情況下，還可以對本發明進行各種變換及等同替代。另外，針對特定情形或具體情況，可以對本發明做各種修改，而不脫離本發明的範圍。因此，本發明不局限於所公開的具體實施例，而應當包括落入本發明申請專利範圍內的全部實施方式。
100‧‧‧系統
102‧‧‧本地鏈路夥伴
104‧‧‧遠端鏈路夥伴
106a、106b‧‧‧電腦系統
108a、108b‧‧‧介質訪問控制(MAC)控制器
110a、110b‧‧‧收發器
112‧‧‧電纜
114a、114b‧‧‧介面
116a、116b‧‧‧匯流排控制器介面
200‧‧‧鏈路夥伴
202‧‧‧收發器或PHY設備
204‧‧‧MAC控制器
206‧‧‧電腦系統
208‧‧‧介面
210‧‧‧匯流排控制器介面
212‧‧‧多速率PHY模組
214a、214c、214e、214g‧‧‧發射器
214b、214d、214f、214h‧‧‧接收器
216‧‧‧記憶體
218‧‧‧記憶體介面
300‧‧‧千兆乙太網系統
301a‧‧‧本地鏈路夥伴
301b‧‧‧遠端鏈路夥伴
302‧‧‧發射器
304‧‧‧接收器
306‧‧‧混合器(hybrid)
308‧‧‧變壓器(transformer)
310‧‧‧雙絞線
400‧‧‧信號處理系統
402‧‧‧類比/數位轉換器(A/D)
404‧‧‧自適應前向等化器(FFE)
406‧‧‧3 NEXT消除器
408‧‧‧加法器
410‧‧‧ECHO消除器
412‧‧‧等化器/格柵解碼器
420‧‧‧判決回饋等化器(DFE)
422‧‧‧柵格編碼調製(TCM)解碼器
450‧‧‧判決回饋預濾波(DFP)模組
452‧‧‧前瞻並行判決回饋解碼器(look-ahead parallel decision-feedback decoder,LA-PDFD)
454‧‧‧判決回饋預濾波器(DFP)
500‧‧‧乙太網系統
501a‧‧‧本地鏈路夥伴
501b‧‧‧遠端鏈路夥伴
502‧‧‧混合器(hybrid)
504a、504b‧‧‧回波消除器
506a、506b‧‧‧減法器
508a、508b‧‧‧解複用器(demux)
510a、510b‧‧‧排列器(aligner)
512a、512b‧‧‧複用器(mux)
520‧‧‧發射器
522‧‧‧接收器
524‧‧‧回波消除模組
526‧‧‧自適應數位濾波器
528‧‧‧減法器
600‧‧‧乙太網系統
601a‧‧‧本地鏈路夥伴
601b‧‧‧遠端鏈路夥伴
602、604‧‧‧PHY收發器
700‧‧‧LDS信號
702‧‧‧時段(period)
704‧‧‧音頻脈衝時段
706‧‧‧靜音時段
708‧‧‧週期
圖1是根據本發明實施例的以雙絞線佈線鏈路為基礎的乙太網結構示意圖，圖中本地鏈路夥伴通過雙絞線佈線鏈路與遠端鏈路夥伴相連接；圖2是根據本發明實施例的示例性乙太網收發器多速率物理層架構的示意圖；圖3是根據本發明實施例的在千兆乙太網系統中的ECHO、 NEXT和FEXT通道狀態的示意圖；圖4A是根據本發明實施例的在千兆乙太網中對接收信號進行信號處理操作的示意圖；圖4B是根據本發明實施例的在圖4A所示的千兆乙太網中，均衡和解碼操作分開進行的示意圖；圖4C是根據本發明實施例的在圖4A所示的千兆乙太網中，均衡和解碼操作一起進行的示意圖；圖5A是根據本發明實施例的在4對雙絞線佈線上以1000Mbps進行連接操作的示意圖；圖5B是根據本發明實施例的多速率物理層中的回波消除器的示意圖；圖6是根據本發明實施例的在兩對雙絞線佈線上以100Mbps進行全雙工乙太網連接操作的示意圖；圖7是根據本發明實施例的LDS信令方案(scheme)的示意圖；圖8是根據本發明實施例的LDS信令方案(scheme)的示例性步驟的流程圖。
100‧‧‧系統
102‧‧‧本地鏈路夥伴
104‧‧‧遠端鏈路夥伴
106a、106b‧‧‧電腦系統
108a、108b‧‧‧介質訪問控制(MAC)控制器
110a、110b‧‧‧收發器
112‧‧‧電纜
114a、114b‧‧‧介面
116a、116b‧‧‧匯流排控制器介面

Claims (10)

  1. 一種有線通信方法，其特徵在於，包括：在本地物理層檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；所述本地物理層將基於鏈路長度值所確定的操作模式發送到所述遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；經由所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的有線通信方法，其中，所述在本地物理層檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態是基於脈衝信號(burst)而進行，其中所述脈衝信號包括由所述遠端物理層產生的多個音頻信號(tone)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的有線通信方法，其中，所述包括多個音頻信號的脈衝信號在鏈路發現信令和/或自協商操作持續期間內由靜音間隔分隔開。
  4. 一種有線通信方法，其特徵在於，包括：在本地物理層檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；基於所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線，確定所述本地物理層相對於遠端物理層是主設備還是從設備；當所述本地物理層是主設備，在將鏈路長度值傳送給所述遠端物理層之前，糾正(correcting)從所述遠端物理層接收的雙絞線交換(swap)資訊；當所述本地物理層是從設備，在恢復從遠端物理層接收到的鏈路長度值之前，向遠端物理層發送雙絞線交換資訊；基於所述鏈路長度值將本地物理層支援的操作模式傳送給 遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
  5. 一種有線通信系統，其特徵在於，包括：本地物理層，其能夠檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；所述本地物理層將基於鏈路長度值所確定的操作模式發送到所述遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；所述本地物理層能夠經由所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的有線通信系統，其中，所述本地物理層能夠基於脈衝信號(burst)檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述脈衝信號包括由所述遠端物理層產生的多個音頻信號(tone)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的有線通信系統，其中，所述包括多個音頻信號的脈衝信號在鏈路發現信令和/或自協商操作持續期間內由靜音間隔分隔開。
  8. 一種有線通信系統，其特徵在於，包括：本地物理層，其能夠檢測遠端物理層的一對或多對雙絞線是否處於活躍狀態，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述一對或多對雙絞線通信相連；所述本地物理層能夠基於所述檢測到的一對或多對活躍雙絞線，確定所述本地物理層相對於遠端物理層是主設備還是從設備；當所述本地物理層是主設備，所述本地物理層能夠在將鏈路長度值傳送給所述遠端物理層之前，糾正(correcting)從所述 遠端物理層接收的雙絞線交換(swap)資訊；當所述本地物理層是從設備，所述本地物理層能夠在恢復從遠端物理層接收到的鏈路長度值之前，向遠端物理層發送雙絞線交換資訊；所述本地物理層能夠基於所述鏈路長度值將本地物理層支援的操作模式傳送給遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；所述本地物理層能夠在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的有線通信系統，其中，所述本地物理層能夠在所述本地物理層內的一個或多個發射器中產生信號，發送到所述遠端物理層，以指示(indicate)本地物理層的哪一個線對是活躍線對。
  10. 一種有線通信系統，其特徵在於，包括：本地物理層，其能夠檢測遠端物理層中活躍的同軸電纜傳輸介質，其中所述本地物理層與遠端物理層通過所述同軸電纜傳輸介質通信相連；所述本地物理層將基於鏈路長度值所確定的操作模式發送到所述遠端物理層，所述操作模式分為使用標準距離操作的模式或超長距離操作的模式；所述本地物理層能夠經由所述檢測到的活躍的同軸電纜傳輸介質在所述本地物理層與遠端物理層之間建立一致的全雙工操作模式，且所述全雙工操作模式以多個資料速率操作。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8553720B2 (en) 2006-04-19 2013-10-08 Marvell World Trade Ltd. Adaptive speed control for MAC-PHY interfaces
US8565105B2 (en) * 2008-09-29 2013-10-22 Broadcom Corporation Method and system for ethernet switching, conversion, and PHY optimization based on link length in audio/video systems
US8089984B2 (en) 2009-06-23 2012-01-03 Broadcom Corporation Method and system for network communications via a configurable multi-use ethernet PHY
US8699514B2 (en) 2007-01-12 2014-04-15 Broadcom Corporation Multi-rate MAC to PHY interface
US7920597B2 (en) * 2007-03-12 2011-04-05 Broadcom Corporation Method and system for low power idle signal transmission in ethernet networks
US8243752B2 (en) 2007-04-04 2012-08-14 Marvell World Trade Ltd. Long-reach ethernet for 1000BASE-T and 10GBASE-T
US20090097401A1 (en) * 2007-10-12 2009-04-16 Wael William Diab Method and system for configurable data rate thresholds for energy efficient ethernet
US20100189120A1 (en) * 2007-12-17 2010-07-29 Wael William Diab Method and system for a centralized vehicular electronics system utilizing ethernet in an aircraft
US20100187903A1 (en) * 2007-12-17 2010-07-29 Wael William Diab Method and system for vehicular power distribution utilizing power over ethernet in an aircraft
US8724464B2 (en) * 2007-12-17 2014-05-13 Broadcom Corporation Method and system for near continuous data rate limit adjustment via a plurality of link variables in an energy efficient network
US8588254B2 (en) * 2007-12-17 2013-11-19 Broadcom Corporation Method and system for energy efficient signaling for 100mbps Ethernet using a subset technique
US9008244B2 (en) * 2008-11-10 2015-04-14 Broadcom Corporation Method and system for a combined signal detection for physical layer communication devices
US9413551B2 (en) 2009-06-23 2016-08-09 Broadcom Corporation Method and system for network communications via a configurable multi-use Ethernet PHY
CN101990001A (zh) * 2009-08-04 2011-03-23 杭州华三通信技术有限公司 双绞线接口扩展装置和方法
CN101710870B (zh) * 2009-12-01 2012-05-23 西安终南信息技术有限公司 一种矿用长距离以太网接入及数据传输方法
US8711890B2 (en) * 2010-07-16 2014-04-29 Broadcom Corporation Method and system for modularized configurable connector system for ethernet applications
US20120263184A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Chien-Chung Lee Baseband ethernet extender
US8638895B2 (en) * 2012-03-01 2014-01-28 Broadcom Corporation Extension of Ethernet PHY to channels with bridged tap wires
US9001797B2 (en) 2013-01-04 2015-04-07 Qualcomm Incorporated Systems and for reducing interference in long-range wireless communication
CN103581053A (zh) * 2013-09-10 2014-02-12 昆山奥德鲁自动化技术有限公司 长距离以太网实时数据收发通信模块
KR101491132B1 (ko) * 2013-10-04 2015-02-10 주식회사 에치에프알 이더넷 기반의 데이터 송수신 방법 및 시스템
WO2015123815A1 (zh) * 2014-02-19 2015-08-27 华为技术有限公司 信号处理方法、装置及系统
US10033586B2 (en) 2014-12-03 2018-07-24 Intel Corporation Technologies for autonegotiating 10G and 1G serial communications over copper cable
JP6641819B2 (ja) * 2015-09-15 2020-02-05 富士通株式会社 ネットワーク監視装置、ネットワーク監視方法及びネットワーク監視プログラム
US10637993B1 (en) * 2016-09-26 2020-04-28 Aquantia Corp. High-bandwidth home network over phone line
CN107070592B (zh) * 2017-02-08 2020-05-08 扬智科技股份有限公司 混合译码方法及其高速以太网络接收器
WO2018191432A1 (en) * 2017-04-11 2018-10-18 Wilson Electronics, Llc Signal booster with coaxial cable connections
KR102464126B1 (ko) 2018-09-12 2022-11-07 삼성전자주식회사 인쇄회로기판 체결 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020027888A1 (en) * 1999-12-23 2002-03-07 Creigh John L. System and method for providing compatibility between different transceivers in a multi-pair communication system
US6504849B1 (en) * 1997-05-15 2003-01-07 Cypress Semiconductor Corporation Fiber auto-negotiation
US6980007B1 (en) * 2002-06-07 2005-12-27 Marvell International Ltd. Cable tester with insertion loss and return loss estimators
US20060092967A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Jacobi Systems Corp. Method and apparatus for transmission of digital signals over a coaxial cable

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5438571A (en) * 1992-11-06 1995-08-01 Hewlett-Packard Company High speed data transfer over twisted pair cabling
US20030016794A1 (en) * 1998-05-14 2003-01-23 John D.W. Brothers Communication of information via two wire lines
US6751254B1 (en) * 1999-05-05 2004-06-15 Panasonic Communications Co., Ltd. Activation of multiple xDSL modems with power control measurement
US6457055B1 (en) * 1999-05-12 2002-09-24 3Com Corporation Configuring ethernet devices
US7697507B2 (en) * 1999-05-27 2010-04-13 Infineon Technologies Ag Ethernet transport over a telephone line
US6532279B1 (en) * 1999-06-11 2003-03-11 David D. Goodman High-speed data communication over a residential telephone wiring network
US6571181B1 (en) * 1999-08-11 2003-05-27 Broadcom Corporation System and method for detecting a device requiring power
US6580710B1 (en) * 1999-11-19 2003-06-17 At&T Corp. Method and apparatus for facilitating intra-premises voice and data distribution using existing in-place POTS telephone lines
US6898210B1 (en) * 1999-12-23 2005-05-24 3Com Corporation System and method for providing a local area network utilizing remote transceivers
US6795450B1 (en) * 2000-09-28 2004-09-21 Tdk Semiconductor Corporation Method and apparatus for supporting physical layer link-suspend operation between network nodes
US7161911B1 (en) * 2001-04-03 2007-01-09 Marvell International, Ltd Method and apparatus for autonegotiation between network devices
US7099302B2 (en) * 2001-04-25 2006-08-29 Infineon Technologies Ag Data transmission network
US7047428B2 (en) * 2002-01-03 2006-05-16 Broadcom Corporation Method and apparatus for performing wake on LAN power management
US20040091027A1 (en) * 2002-11-07 2004-05-13 Booth Bradley J. System, method and device for autonegotiation
US20040096004A1 (en) * 2002-11-15 2004-05-20 Stmicroelectronics, Inc. Asymmetrical ethernet transceiver for long reach communications
US8576820B2 (en) * 2003-07-03 2013-11-05 Broadcom Corporation Standby mode for use in a device having a multiple channel physical layer
US7602806B2 (en) * 2003-12-08 2009-10-13 Analogix Semiconductor, Inc. Signaling and coding methods and apparatus for long-range 10 and 100 MBPS ethernet transmission
US20060146842A1 (en) * 2005-01-05 2006-07-06 Silicon Laboratories Inc. Programmable transmit wave shaping for 10 BASE-T ethernet controller
US7656956B2 (en) * 2005-01-14 2010-02-02 Motorola, Inc. Data, power and supervisory signaling over twisted pairs
US7564904B2 (en) * 2005-05-03 2009-07-21 Texas Instruments Incorporated Apparatus for and method of detection of powered devices over a network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6504849B1 (en) * 1997-05-15 2003-01-07 Cypress Semiconductor Corporation Fiber auto-negotiation
US20020027888A1 (en) * 1999-12-23 2002-03-07 Creigh John L. System and method for providing compatibility between different transceivers in a multi-pair communication system
US6980007B1 (en) * 2002-06-07 2005-12-27 Marvell International Ltd. Cable tester with insertion loss and return loss estimators
US20060092967A1 (en) * 2004-11-04 2006-05-04 Jacobi Systems Corp. Method and apparatus for transmission of digital signals over a coaxial cable

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Publication number Publication date
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